ansys阻抗計算的案例
關(guān)于PCB板“阻抗”的小知識和阻抗計算小工具
微帶線特性阻抗由導(dǎo)線的厚度、寬度、基材厚度及介電常數(shù)決定。主要用于雙層和多層板。
下面看幾種不同類型阻抗圖：
一、差分阻抗
參考地平面同單端阻抗一樣，唯一的差別是線寬線距也要調(diào)整有要求
二、特性阻抗(單端阻抗）
針對很多線做阻抗，只有下面有地平面，參照最接近的地層做，如果是內(nèi)層的線則要參考最接近的2層地平面做。
三、共面阻抗（共面差分和共面特性）
3.1共面差分
共面差分周圍有均勻的銅皮圍著，銅皮到阻抗線距離一致，且銅皮上有成排via孔，共面差分阻抗線下面和周邊都有地平面。
3.2共面特性
介紹了這么多，大家對PCB的阻抗是否有點一些認(rèn)識，阿昆大概總結(jié)下：
0、阻抗的作用是為了保證信號傳輸?shù)耐暾裕_保信號從A點可以完整傳到B點，不會變形失真。
1、阻抗主要是針對高速信號作的要求。
2、不同信號阻抗值不一樣，由PCB設(shè)計工程師結(jié)合方案要求確認(rèn)。
3、阻抗值受PCB非常多的因素影響。
4、阻抗值是通過專業(yè)的阻抗計算軟件，結(jié)合阻抗類型、線寬、線距、板材、疊層、板厚、介質(zhì)等因素進行綜合計算。
5、板廠通過設(shè)備如阻抗測試儀測試最終阻抗
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阻抗計算工具介紹
板廠通常用的阻抗計算工具軟件是Polar SI9000,.但這里給大家推薦一款阻抗介紹更方便的集成工具，其實也和Polar SI9000，但作了漢化，也更好用。這就是PCB的DFM評審工具中自帶的功能。
展開 變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計算
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計計算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。
空載損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗，前者稱為鐵損后者稱為銅損。由于空載電流很小，后者可以略去不計，因此，空載損耗基本上就是鐵損。
影響變壓器空載損耗鐵損的因素很多，以數(shù)學(xué)式表示，則式中
Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗kn、kw——常數(shù)
f——變壓器外施電壓的頻率赫
Bm——鐵芯中最大磁通密度韋/米2
n——什捷因麥茲常數(shù)，對常用的硅鋼片，當(dāng)Bm=(1.0～1.6)韋/米2時，n≈2，對目前使用的方向性硅鋼片，取2．5～3．5。
根據(jù)變壓器的理論分析，假定初級感應(yīng)電勢為E1（伏），則：E1=KfBm（2）
K為比例常數(shù)，由初級匝數(shù)及鐵芯截面積而定，則鐵損為：
由于初級漏阻抗壓降很小，若忽略不計，
E1=U1（4）
可見，變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關(guān)系如果電壓V為一定值，則變壓器空載損耗鐵損不變，（因為f不變），又因為正常運行時U1=U1N，故空載損耗又稱不變損耗。如果電壓波動，則空載損耗即變化。
展開 變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計算還沒搞懂嗎？
五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。
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五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計計算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。
展開 
變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計算還沒搞懂嗎？
五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計計算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。
展開 關(guān)于指數(shù)號筒的輻射阻抗和截止頻率計算
【基本概念】
1 號筒（horn）
（電聲詞典）它亦稱“喇叭（筒）”。截面積在長度方向逐漸變化的聲管。用于改進振膜與空氣負(fù)載的匹配，還可以調(diào)節(jié)號筒揚聲器的指向性。
2 指數(shù)號筒（exponential horn）
截面積隨縱向位置呈指數(shù)增長的一種號筒。它提供了較為均勻的輻射特性和較寬的頻率響應(yīng)范圍。
3 擴張常數(shù)（flare constant）
它是指喇叭橫截面的形狀參數(shù)，用于描述喇叭的逐漸擴大或收縮的程度。
喇叭的橫截面可以是各種形狀，如圓形、拋物線形、指數(shù)形等。這些不同的形狀會對喇叭的聲學(xué)特性產(chǎn)生影響。喇叭的擴張常數(shù)是其中一個重要的參數(shù)，它決定了喇叭橫截面的變化速率。在指數(shù)喇叭中，擴張常數(shù)表示喇叭橫截面的幾何級數(shù)增長率。具體來說，如果喇叭的截面積隨著距離喇叭口越來越遠(yuǎn)而以指數(shù)函數(shù)的形式增大，那么擴張常數(shù)就是這個指數(shù)函數(shù)的底數(shù)。較大的擴張常數(shù)表示喇叭的橫截面變化更為急劇，喇叭的聲壓級分布也會相應(yīng)改變。通過調(diào)整喇叭的擴張常數(shù)，設(shè)計師可以控制喇叭的頻率響應(yīng)、指向性和功率傳輸?shù)嚷晫W(xué)特性。一般來說，較小的擴張常數(shù)可使喇叭具有更廣的頻率響應(yīng)范圍，但指向性較差；而較大的擴張常數(shù)則可以提供更好的指向性，但可能限制頻率響應(yīng)的范圍。
4 喇叭的截止頻率（horn cutoff frequency）
它是喇叭能傳播有效聲音的最低頻率。在該頻率以下，喇叭無法有效傳輸聲音。它是與喇叭的尺寸、形狀和設(shè)計參數(shù)等因素相關(guān)的重要參數(shù)。
【正文】
Although there are numerous mathematical
展開 基于Simdroid實現(xiàn)超導(dǎo)限流器阻抗計算
超導(dǎo)限流器具有兩個基本特征：一是在電網(wǎng)正常運行時呈現(xiàn)出很低的阻抗，不會對輸電質(zhì)量和輸電損耗產(chǎn)生顯著的不利影響；二是在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時呈現(xiàn)較高的暫態(tài)阻抗，從而達(dá)到抑制短路電流幅值的作用。
單相飽和鐵心型超導(dǎo)限流器原理示意圖
限流器研制廠家往往通過實驗的方式進行限流阻抗測試，成本較高；而采用仿真的方式能夠顯著節(jié)約成本、縮短研發(fā)周期，并可靈活改變限流器模型參數(shù)、激勵參數(shù)，快速優(yōu)化設(shè)計方案。
本次仿真計算的某型號超導(dǎo)限流器模型主要包括鐵心、直流繞組和交流繞組。其中，鐵心采用非線性材料，相應(yīng)的BH曲線如圖所示。由于限流器模型具備對稱性，所以采用1/2模型進行超導(dǎo)限流器穩(wěn)態(tài)和限流態(tài)仿真計算，可以極大降低仿真計算的工作量。
鐵心BH曲線
1 穩(wěn)態(tài)阻抗計算
Calculation of steady-state
穩(wěn)態(tài)阻抗是限流器帶直流正常運行時表現(xiàn)出來的阻抗。此時，交流電流為額定電流附近，直流勵磁使鐵心充分飽和，限流器表現(xiàn)為低阻抗狀態(tài)。
首先，給出了限流器在穩(wěn)態(tài)時交流繞組的電流波形和電壓波形，并與主流商業(yè)軟件計算結(jié)果對比，兩者變化趨勢一致，吻合度較高，而且在0.1s時電流波形已基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
電流波形對比圖
電壓波形對比圖
同時，給出了限流器鐵心在電流波形穩(wěn)定后、0.14s時刻的磁感應(yīng)強度云圖和矢量圖，鐵心處于深度飽和狀態(tài)。
阻抗計算以電壓和電流有效值的比值來表征，即
其中，Vm、Im是限流器兩端電壓、電流有效值。穩(wěn)態(tài)阻抗的計算結(jié)果與商軟誤差在1%以內(nèi)。穩(wěn)態(tài)阻抗較小，對整個輸配電系統(tǒng)影響很小。
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五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計計算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell相關(guān)：如何定義阻抗邊界條件?（二）
來源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識庫 | Maxwell相關(guān)：如何定義阻抗邊界條件?（二）
來源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識庫 | Maxwell相關(guān)：如何定義阻抗邊界條件?（一）
1、如何定義阻抗邊界條件?
問題描述: 電力變壓器的損耗計算受變壓器機殼的磁導(dǎo)率的變化影響，因此材料的真實BH曲線需要在計算的時候進行來考慮。
設(shè)置方法：Maxwell V2014新增非線性阻抗邊界條件，采用上述非線性阻抗邊界條件，模型的損耗計算精度相比線性的阻抗邊界條件可提高50%以上。
★ 選擇Eddy Current磁場求解器（注：阻抗邊界條件是適用于Eddy Current求解器）
★ 選擇幾何模型，例如某一個面，右鍵“Assign Boundary->Impendance”彈出如下對話框
★ 勾選“Use Material”同時在右側(cè)選擇模型的材料，需要說明的是上述材料的BH曲線必須為非線性材料，否則軟件默認(rèn)模型不具有非線性的磁導(dǎo)率。
展開 
ANSYS知識庫 | Maxwell相關(guān)：如何定義阻抗邊界條件?（一）
1、如何定義阻抗邊界條件?
問題描述: 電力變壓器的損耗計算受變壓器機殼的磁導(dǎo)率的變化影響，因此材料的真實BH曲線需要在計算的時候進行來考慮。
設(shè)置方法：Maxwell V2014新增非線性阻抗邊界條件，采用上述非線性阻抗邊界條件，模型的損耗計算精度相比線性的阻抗邊界條件可提高50%以上。
★ 選擇Eddy Current磁場求解器（注：阻抗邊界條件是適用于Eddy Current求解器）
★ 選擇幾何模型，例如某一個面，右鍵“Assign Boundary->Impendance”彈出如下對話框
★ 勾選“Use Material”同時在右側(cè)選擇模型的材料，需要說明的是上述材料的BH曲線必須為非線性材料，否則軟件默認(rèn)模型不具有非線性的磁導(dǎo)率。
展開 智能計算時代的電子仿真--Ansys AEDT、Ansys Lumerical與智能計算相結(jié)合【6月11直播】
AI的大熱也使電子仿真進入了智能計算時代，這一時代，計算不再局限于傳統(tǒng)的數(shù)值運算，而是具備感知、學(xué)習(xí)、推理和決策能力，推動各領(lǐng)域向智能化、自動化、精準(zhǔn)化方向變革。
Ansys一系列電子仿真軟件也順應(yīng)時代與智能化計算相結(jié)合，AEDT和Lumerical分析工具可進行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析；Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算進行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計。
6月11日，Ansys推出網(wǎng)絡(luò)研討會『智能計算時代的Ansys仿真軟件-微電子應(yīng)用』，了解智能計算時代的電子仿真，下方預(yù)約了解學(xué)習(xí)??
時間：6月11日（星期三），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：Ansys 的軟件家族中的AEDT和Lumerical分析工具，可以進行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析，具有廣泛的用途和廣大的用戶。Ansys AEDT產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算方法，高效率的評估微電子器件的PI/SI等特征。AEDT產(chǎn)品也可以結(jié)合智能化計算方法，進行高精度電學(xué)物性、熱學(xué)物性和力學(xué)物性的高精度計算。Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算進行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計。本次講座將從PI/SI，高精度物性以及光子學(xué)等方面向用戶介紹Ansys產(chǎn)品與智能化計算的結(jié)合。
講師：
張國軍 | 中潤漢泰資深Ansys產(chǎn)品工程師
資深Ansys產(chǎn)品工程師，智能化計算工程師，北京理工大學(xué)碩士。在經(jīng)典仿真與智能化計算方面有較多經(jīng)驗積累，參與眾多汽車、國防項目的仿真咨詢和深度開發(fā)。
展開 MatlabGUI界面調(diào)用Ansys計算并輸出計算結(jié)果
.*'},'File Selector'); strh = [Pnameh,Fnameh];
pathname = Pnameh;
set(handles.text1,'String',strh);
[temp1,temp2] = xlsread(strh);
set(handles.uitable1,'Data',temp1);
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
為了讀取圖示方框中的數(shù)據(jù)，并用到ANSYS的APDL文件中，需要字符串的讀取和合并，首先需要使用str2num函數(shù)把字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值，如果沒有輸入值時，使用缺省值。
將兩個txt合并成test3.mac作為APDL語言開始的參數(shù)定義，生成test3.mac之后再使用system函數(shù)調(diào)用ANSYS的求解器，并讀取test3.mac進行計算
在計算之前，是不能生成圖片的，這時需要設(shè)置只有點擊“開始重構(gòu)”按鈕之后，其他按鈕才可用。
點擊按鈕開始計算之后，會分別輸出兩個名為residualstress.jpg和deformation.jpg的圖片，對應(yīng)的語句為
/image,save,'E:\GUIRStest\residualstress',jpg
設(shè)置當(dāng)點擊“生成殘余應(yīng)力云圖”和“生成角變形云圖”時，會讀取圖片的路徑并使用imshow生成圖片。
至此，一個簡易的MatlabGUI界面調(diào)用ANSYS計算并輸出圖片就完成了。
展開 Ansys Speos | 新型計算方法：使用 GPU 提升計算速率
前言
Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 計算功能，相比于 CPU 計算，相同HPC32配置，高性能顯卡在仿真計算中將會更顯計算優(yōu)勢，在仿真數(shù)據(jù)量大、材料屬性復(fù)雜、光源種類多的條件下，Speos 視覺模擬會消耗更多仿真計算時間。當(dāng)模擬參數(shù)設(shè)置偏差，或者視野選擇不準(zhǔn)確，重新模擬耗費的時間會很長，GPU 同樣提供實時預(yù)覽 preview 功能，快速檢查視覺模擬對參數(shù)設(shè)置和視野選擇的準(zhǔn)確性，通過 GPU 持續(xù)渲染，得到從低精度到高精度的實時模擬效果，一旦發(fā)現(xiàn)模擬出現(xiàn)問題可以隨時停止，修改參數(shù)后再重新模擬，提高了模擬效率，新版本發(fā)布中，GPU preview 同樣可以保存實時渲染結(jié)果為XMP。
GPU計算能力
1 - 打開任意仿真，建立視覺模擬模型，與常規(guī)的亮度模擬相同，在 speos 中建立光源（包括環(huán)境光），探測器，零件材料，逆向模擬。
2 - 在file-speos option中，勾選顯卡選項，會顯示32HPC運算。顯卡性能越高在計算中越能體現(xiàn)計算速度。
3 - 點擊inverse/direct simulation，在tools中選擇GPU計算。
4 - GPU計算性能說明，同樣對于108光線數(shù)，相同光線數(shù)GPU A6000的計算速度相當(dāng)于CPU 600核左右，而仿真結(jié)果相同。
5 - GPU計算同樣支持Speos core的計算。
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